本发明涉及一种促动器，尤其涉及如下的内部中空型转动促动器，即，通过以120度的间隔使3个齿轮传动系与驱动电机的转子蜗轮相结合来使得齿隙最小化并提高制动扭矩(brake torque)，从而可增加破坏强度。
背景技术：
1、电动促动器(actuator)起到通过对从旋转动力源产生的旋转力进行扭矩转换而获得的高扭矩旋转力来使得移动对象进行旋转或直线运动的作用。
2、通常，现有的促动器将直流(dc)电机用作旋转动力源，直流电机的转子功率通过由在转子输出端形成为一体的蜗轮(worm gear)与多个正齿轮(spur gear)齿轮结合而成的齿轮传动系(gear train)被扭矩转换来从促动器输出端产生高扭矩旋转功率。
3、这种现有的电动促动器将具备外部壳体的直流电机用作旋转动力源，无法将转子的旋转位置感测用磁铁内置于壳体内部，而是单独附着在外部，将利用外置霍尔传感器感测转子旋转位置，从内置有电机驱动电路的印刷电路板(pcb)连接霍尔传感器，因而结构复杂。
4、若促动器不使用霍尔传感器，则只能进行正旋转运动、逆旋转运动。
5、通常，从使用特征方面讲，促动器产品整体呈外罩的高度低、长度和宽度中的一个长的形状，很难采用将具备外部壳体的直流电机垂直安装在外罩内部的底部的结构。
6、在使用直流电机的情况下，当从进行正旋转运动、逆旋转运动的输出轴(outputshaft)施加外部压力时，需要保持停止的位置，因而需使用蜗轮提高制动扭矩(braketorque)。
7、为了对直流电机使用蜗轮和蜗杆(worm wheel)并将动力传递至存在输出轴的位置为止，通常使用正齿轮(spur gear)进行连接，这种情况存在如下的问题。
8、第一，由于促动器的外罩高度低，因而通常会平放直流电机，因此在组装结构方面存在困难，成本会增加。即，因用于固定直流电机的壳体和蜗杆轴(worm shaft)的轴承而在确保组装空间方面存在问题。
9、第二，电机控制器中的连接电机电源的结构将变得复杂。
10、第三，要在促动器中实现准确的控位，就需要转子的旋转位置信息。为此，向直流(dc)电机的蜗轮底端放置旋转位置感测用磁铁并采用旋转位置感测用霍尔传感器集成电路(ic)，因而为了使用直流(dc)电源并感测旋转位置而连接印刷电路板(pcb)和霍尔传感器的结构变得复杂。
11、第四，为了对驱动电机的旋转动力获得大减速比而使用多个正齿轮的齿轮传动系会导致公差变大，因而齿隙(backlash)将变大并难以进行精密控位。
12、当在车辆内部开会等时，会将转动促动器用在汽车座椅，以便使汽车座椅旋转所需角度来使得乘车人面对面开会。
13、在韩国公开专利公报第10-2022-0056821号(专利文献1)中公开了如下的转动促动器，其包括：圆筒型外罩，在中心从底部突出形成有中空型圆筒部，在内侧壁突出形成有第一高度差部以及第二高度差部；驱动电机，设置在所述外罩的底部面，在朝向转子的上部延伸的延伸部的外周一体式形成有第一蜗轮；减速用齿轮传动系，设置在所述第二高度差部的上部，与所述第一蜗轮的外周相结合，在传动轴的一侧形成有与所述第一蜗轮齿轮结合的第一蜗杆，在传动轴的另一侧形成有第二蜗轮；小齿轮单元，在下端形成有与所述第二蜗轮齿轮结合的第二蜗杆，在上端一体式形成有小齿轮；以及旋转台，在侧面部的内侧一体式形成的环形齿轮与所述小齿轮单元的小齿轮齿轮结合来实现旋转，在上部面固定移动对象。
14、为了通过对驱动电机的转速进行减速来驱动旋转台，专利文献1中的促动器形成如下的结构，即，使用将蜗杆和蜗轮设置在传动轴的单个减速用齿轮传动系和单个小齿轮单元来使得在驱动电机的转子外周所形成的第一蜗轮与在旋转台所形成的环形齿轮相结合。
15、专利文献1中的转动(swivel)促动器采用在驱动电机与用于驱动旋转台的小齿轮单元之间利用一个齿轮传动系传递旋转动力的结构，因而可减小齿轮间公差，但无法完全减小，并且，由于对与旋转台一同旋转的移动对象本体(即，汽车座椅)的左右旋转进行控制的制动扭矩(brake torque)小，因而存在无法抑制振动产生的问题。
16、最终，专利文献1中的促动器无法使得齿隙(backlash)最小化，并很难抑制旋转台产生振动。
技术实现思路
1、技术问题
2、因此，本发明用于解决如上所述的现有技术的问题，本发明的一目的在于提供如下的内部中空型转动(swivel)促动器，即，通过以120度的间隔使得隔着间隔在传动轴一体式形成蜗杆和蜗轮的第一齿轮传动系、第二齿轮传动系、第三齿轮传动系等3个齿轮传动系与在驱动电机的转子延伸形成的圆筒型转子蜗轮相结合，通过第一小齿轮单元、第二小齿轮单元、第三小齿轮单元使得设置有环形齿轮的旋转台旋转，从而可使齿隙(backlash)最小化并提高制动扭矩(brake torque)来增加破坏强度。
3、本发明的再一目的在于提供如下的内部中空型转动(swivel)促动器，即，通过在轴承外罩设置固定螺钉来抑制3个传动轴的两端部在轴承外罩中的左右位移，从而可消除齿轮间结合时产生的公差并实现零齿隙(backlash)。
4、本发明的还有一目的在于提供如下的内部中空型转动(swivel)促动器，即，在上部外罩内部，使得3个齿轮传动系与转子蜗轮齿轮结合并利用固定螺钉抑制3个传动轴的左右位移，从而可使齿隙(backlash)最小化并抑制旋转台产生振动。
5、本发明的另一目的在于提供如下的内部中空型转动(swivel)促动器，即，在下部外罩设置驱动电机，在层叠组装在下部外罩的上部外罩设置第一齿轮传动系、第二齿轮传动系、第三齿轮传动系和第一小齿轮单元、第二小齿轮单元、第三小齿轮单元，从而可轻松对驱动电机与齿轮传动系之间进行划分，可谋求提高组装作业的效率。
6、技术方案
7、为了实现所述目的，本发明的内部中空型转动促动器的特征在于，包括：下部外罩，在中心朝向上部突出形成有中空型圆筒部；上部外罩，层叠组装在所述下部外罩的上部，在中心部形成有使得所述中空型圆筒部朝向上部突出的贯通孔；驱动电机，设置在所述下部外罩的底部面，朝向转子的上部延伸的圆筒型转子支撑体的外周与圆筒型转子蜗轮形成为一体；第一齿轮传动系、第二齿轮传动系、第三齿轮传动系，在朝向所述上部外罩突出的所述转子蜗轮的外周，分别以120度的间隔设置结合，在第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴的一侧形成有通过与所述转子蜗轮齿轮结合来实现第一次减速的第一蜗杆、第二蜗杆、第三蜗杆，在第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴的另一侧形成有第一蜗轮、第二蜗轮、第三蜗轮；第一小齿轮单元、第二小齿轮单元、第三小齿轮单元，分别在下端形成有通过与所述第一蜗轮、第二蜗轮、第三蜗轮齿轮结合来实现第二次减速的第四蜗杆、第五蜗杆、第六蜗杆，分别在上端形成有一体式的第一小齿轮、第二小齿轮、第三小齿轮；以及旋转台，通过使得以一体式形成在侧面部的内侧的环形齿轮与所述第一小齿轮单元、第二小齿轮单元、第三小齿轮单元的第一小齿轮、第二小齿轮、第三小齿轮齿轮结合来实现第三次减速。
8、所述第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴的两端部能够以能够旋转的方式被多个轴承支撑，在内置有所述多个轴承的轴承外罩设置多个固定螺钉，以抑制所述第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴发生左右位移。
9、本发明的内部中空型转动促动器还可包括多个固定螺钉调整用贯通孔，形成在所述上部外罩的壁面，用于通过从外部朝向一侧推动所述多个固定螺钉来固定第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴。
10、并且，所述第一次减速的第一减速比、所述第二次减速的第二减速比、所述第三次减速的第三减速比能够被设定成朝向后端逐渐变小。
11、所述驱动电机可包括：转子，设置有下端部呈杯状的圆筒型转子支撑体，以能够旋转的方式与所述中空型圆筒部的外周相结合；定子，隔着空隙设置在所述转子的外侧，为了通过产生旋转磁场来驱动所述转子旋转而设置在所述外罩的底部；第一轴承及第二轴承，设置在所述转子支撑体的杯状的下端部与中空型圆筒部的下端之间，以能够旋转的方式支撑所述转子，以串联的方式层叠而成；以及轴承支架，通过压接结合在所述中空型圆筒部的外周来压接所述第二轴承。
12、本发明的内部中空型转动促动器还可包括：第一轴承及第二轴承，设置在所述圆筒型转子支撑体的下端部与所述下部外罩的中空型圆筒部的下端之间，以能够旋转的方式支撑转子，以串联的方式层叠而成；以及第三轴承，用于以能够旋转的方式在所述中空型圆筒部的上端部外周支撑所述旋转台。
13、并且，本发明的内部中空型转动促动器还可包括轴承支架，以通过压接结合在所述圆筒型转子支撑体的外周来压接所述第二轴承的方式设置在第二轴承与第三轴承之间。
14、尤其，本发明的内部中空型转动促动器还可包括第一支撑轴、第二支撑轴、第三支撑轴，下端部分别贯通所述上部外罩的底部来固定设置，以能够旋转的方式支撑第一小齿轮单元、第二小齿轮单元、第三小齿轮单元。
15、所述第一支撑轴、第二支撑轴、第三支撑轴所形成的虚拟圆可与所述旋转台形成相同的同心圆，第一支撑轴、第二支撑轴、第三支撑轴可在所述虚拟圆上以120度的间隔设置，所述第一小齿轮、第二小齿轮、第三小齿轮能够以120度的间隔在环形齿轮的3个位置实现齿轮结合。
16、并且，由所述转子支撑体、圆筒型转子蜗轮、第一蜗杆、第二蜗杆、第三蜗杆所形成的第一虚拟圆和由第一支撑轴、第二支撑轴、第三支撑轴所形成的第二虚拟圆以及旋转台可将相同的同心圆作为基准来设置。
17、发明的效果
18、如上所述，本发明提供隔着间隔以一体式将蜗杆和蜗轮形成在传动轴来使结合齿轮数最小化的齿轮传动系变更结构以使得齿隙(backlash)最小化的传动结构。最终，本发明可比起组合多个正齿轮的现有的齿轮传动系减小总体大小并确保空间，从而可增加设计自由度并节约成本。
19、并且，在本发明中，将无刷直流电机(bldc)驱动电机设置在下部外罩底部，在上部使得隔着间隔将蜗杆和蜗轮一体式形成在传动轴的3个齿轮传动系以120度的间隔结合于在上部外罩内部突出而成的转子的输出端所形成的转子蜗轮，以此使得齿隙(backlash)最小化并抑制旋转台产生振动。即，在本发明中，通过使得隔着间隔在传动轴一体式形成蜗杆和蜗轮的3个齿轮传动系与在驱动电机的转子外周延伸而成的圆筒型蜗轮相结合以使得齿隙(backlash)最小化并提高制动扭矩(brake torque)来增加破坏强度。
20、通常，转动促动器以可旋转的方式由在车辆的车内以固定设置在底板的方式固定框架支撑，将在设置在转动促动器的上部并旋转的旋转台设置汽车座椅。
21、在此情况下，转动促动器以电动方式被驱动并根据使用人员的开关操作来使得旋转台可相对于固定框架沿着所需方向旋转。转动促动器的驱动通过与操作开关的启动(开启)联动来按预设角度旋转或通过与操作开关的启动(开启)联动来旋转，若操作开关的启动停止(关闭)，则将停在旋转后的位置。
22、当使用人员以电动方式驱动转动促动器来按旋转角度进行旋转后停止时，需根据操作开关的启动(开启)来使得驱动电机的输出部具备规定的制动扭矩(brake torque)，即，在转子蜗轮与旋转台之间具备规定的制动扭矩(brake torque)。
23、由于旋转驱动的旋转台具备旋转惯性力，因而要想在所需位置停止，则就需要提高根据在转子蜗轮与旋转台的环形齿轮之间结合的齿轮传动系和小齿轮单元的传动机制确定的制动扭矩(brake torque)。
24、设置供使用人员乘坐的汽车座椅的旋转台因在旋转台的外围所设置的环形齿轮与小齿轮之间的啮合齿轮数量少而无法承受大力。在此情况下，由于作为正齿轮(spurgear)的小齿轮的齿轮直径小于环形齿轮，因而环形齿轮与小齿轮之间的啮合齿轮数量达到1个小齿轮相当于1ea至1.5ea。
25、因此，若要想增加环形齿轮与小齿轮之间的制动扭矩(brake torque)，则最大限度增加啮合齿轮数量(相接触的齿轮的齿数)。
26、在此情况下，3个齿轮传动系以120度的间隔在转子蜗轮设置成正三角形，通过以120度的间隔均衡地设置3个小齿轮单元的3个小齿轮来在旋转台的环形齿轮的3个位置齿轮结合，这种传动机制可比以下的传动机制获得更大的制动扭矩(brake torque)，即，使用单一或一对齿轮传动系和单一或一对小齿轮单元使得转子蜗轮在旋转台的环形齿轮的1个位置或2个位置齿轮结合。
27、即，在本发明中，在转子蜗轮设置3个齿轮传动系，3个小齿轮单元的3个小齿轮在旋转台的环形齿轮的3个位置齿轮结合，可通过采用这种传动机制来获得比以往更大的制动扭矩(brake torque)。
28、若以如上所述的方式增加制动扭矩，则齿轮的材质方面的可选择的自由度将变高。
29、以往，齿轮的材质使用了经sus加工的产品，但现在可使用由烧结金属制造的产品或塑料加工产品，因而在成本层面和量产层面具备更好的竞争力，从而可优选采用齿轮结合时增加啮合齿轮齿数的设计。
30、在本发明中，沿着中空型转子蜗轮的周围部位来以120度的间隔在同心圆上设置呈正三角形的3个齿轮传动系，3个小齿轮单元的3个小齿轮也以120度的间隔设置在中空型转子蜗轮的同心圆上，在旋转台的环形齿轮的3个位置以均衡的力齿轮结合，有利于抑制旋转台产生振动。为此，在本发明中，相对于中空型转子蜗轮，由3个齿轮传动系的3个蜗杆构成的虚拟圆、由3个小齿轮单元的3个小齿轮构成的虚拟圆以及旋转台都在同心圆上。
31、并且，如上所述，若以正三角形结构将3个齿轮传动系设置在上部外罩的内部，则可减少齿轮间的公差，但很难完全减少。即，虽然可使得齿轮与齿轮之间的缝隙最小化，但会因产生齿轮间的公差而产生游隙，因而有可能产生与小齿轮单元齿轮结合的旋转台左右晃动的问题。
32、这种问题有可能由形成齿轮传动系的传动轴的两端部在轴承外罩中产生左右位移引起。因此，在本发明中，以抑制传动轴的两端部在轴承外罩中产生左右位移的方式在轴承外罩的后端部添加固定螺钉，可通过抑制传动轴的左右位移来消除齿轮传动系的蜗轮与小齿轮单元的蜗杆之间齿轮间结合时产生的公差(间隙)。最终，还可通过消除小齿轮单元的小齿轮与旋转台的环形齿轮之间的间隙(gap)来实现零(zero)齿隙(backlash)。